Effects of Residue Background Events in Direct Dark Matter Detection Experiments on the Reconstruction of the Velocity Distribution Function of Halo WIMPs
在我们早期的工作中，通过直接使用从暗物质探测实验中测量的反冲能来重建弱相互作用大质量粒子（WIMP）的时间平均一维速度分布函数（的矩），假设分析的数据集是无背景的，即，所有事件都是WIMP信号。在这篇文章中，作为一个更现实的研究，我们考虑了一小部分可能的残留物背景事件，通过所有的判别标准，然后与其他真正的WIMP引起的事件在我们的数据集中混合。我们的模拟结果表明，对于一维WIMP速度分布的重建，在O（500）个总事件的分析数据集中，残余背景事件的最大可接受分数为~10% -20%。对于一个质量为50 GeV的WIMP，具有可忽略的不确定性和20%的残余背景事件，重建的速度分布的偏差原则上为~7.5%，统计不确定性为~18%（无背景数据集为~19%）。
2010-06-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Accurate calculations of the WIMP halo around the Sun and prospects for its gamma-ray detection
银河系的弱相互作用大质量粒子（WIMP）可能会从太阳核散射到与太阳引力束缚的轨道上。一旦被束缚，WIMP就会通过在太阳中的反复散射而继续损失能量，最终导致完全陷入太阳内部。虽然束缚粒子数的密度在太阳中心最高，但在太阳内部唯一可观测到的WIMP湮灭信号是中微子。之前有人提出，虽然太阳外的WIMP密度低于太阳内部，但在太阳表面外的WIMP湮灭产生的伽马射线，在太阳周围的所谓WIMP晕中，可能更容易被检测到。在这里，我们重新审视这个问题，使用详细的蒙特卡罗模拟和详细的组成和结构信息的太阳，以估计的伽马射线通量的大小。与早期的简单估计相比，我们发现，来自太阳WIMP晕中WIMP湮灭的伽马射线通量可以忽略不计;目前或计划中的探测器都无法探测到这种通量。
2010-03-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of reactor antineutrinos on the neutrino floor in low-mass WIMP-like dark matter searches
National Institute of Science Education and Research, an OCC of Homi Bhabha National Institute（印度科学教育与研究国家研究所，霍米·巴巴国家研究所的附属机构）
研究评估了反应中微子对低质量WIMP暗物质搜索中微子底板的影响，发现近距反应堆可显著降低探测灵敏度。
2025-11-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Bayesian Reconstruction of the Velocity Distribution of Weakly Interacting Massive Particles from Direct Dark Matter Detection Data
在本文中，我们扩展了我们的早期工作的重建（时间平均）的银河系弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的一维速度分布，并引入贝叶斯拟合过程的理论预测的速度分布函数。在该重建过程中，通过使用直接来自直接暗物质探测实验的原始数据（即，测量的反冲能量）重建的（粗略）速度分布，与一种或多种不同的目标材料一起，被用作“重建输入”信息。通过假设一个拟合的速度分布函数，并基于贝叶斯分析扫描参数空间，天文特征参数，如太阳和地球的银河系的速度，将被钉在输出结果。我们的蒙特卡罗模拟表明，这种贝叶斯扫描过程可以重建真实的（输入）WIMP速度分布函数相当精确与重建的特征太阳和地球的速度和1西格玛统计不确定性<~ 20 km/s的可忽略不计的系统偏差。此外，对于使用不适当的拟合速度分布函数，我们的重建过程仍然可以提供有用的信息的形状的速度分布。此外，通过将这些估计与理论预测进行比较，可以区分理论预测的一维WIMP速度分布函数的不同（基本）函数形式，置信水平为2 sigma至4 sigma。
2014-08-04 astro-ph.HE hep-ph
Constraining dark matter annihilation with the isotropic $γ$-ray background: updated limits and future potential
费米$γ$射线空间望远镜（{ \it Fermi}）上的大视场望远镜（LAT）测量的各向同性$γ$射线背景（IGRB）的性质仍然部分无法解释。不可忽略的贡献可能来自银河系外的未解源，如耀变体，恒星形成星系或银河毫秒星系。对活动星系核（AGN）在相对于视线（l.o.s.）的大视角下的弥散$γ$射线辐射进行了预测。已经证明，这个微弱的，但众多的人口也预计将大大有助于总IGRB的强度。对IGRB的一个更奇特的贡献是暗物质（DM）的弱相互作用大质量粒子（WIMP）湮灭成$γ$射线。在这项工作中，我们评估的空间留给银河DM在高纬度地区（$>10^\circ$），包括光子从即时发射和逆康普顿散射，强调新发现的贡献的影响，从错位活动星系核（MAGN）这样的分析。总结所有重要的银河系和河外组成部分的IGRB，我们发现，提高认识的相关天体物理的不确定性仍然是强制性的，把严格的界限热产生的DM。另一方面，我们也表明，IGRB有可能成为最有竞争力的{ \it未来}的方式来测试DM WIMP假设，一旦目前的不确定性，甚至略有减少。事实上，如果MAGN的贡献甚至在90%的最大水平与我们目前的理解一致，热产生的WIMP将受到严重限制，作为DM候选人的质量高达几个TeV。
2014-02-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Stability and pulsation of the first dark stars
宇宙中形成的第一个明亮物体可能不是“普通的”聚变驱动的恒星，而是由暗物质（DM）以弱相互作用大质量粒子（WIMP）的形式湮灭的“暗星”（DS）。如果被发现，DS可以提供一个独特的实验室来测试DM模型。DSs出生时的质量为$M_\odot$，可能会增长到几百万太阳质量;在这项工作中，我们研究了早期DSs的质量高达$\sim \! 1000 \, M_\odot$，由重量为$100$ GeV的WIMPS提供燃料的性质。我们改进了以前的DM能源的实现到恒星演化程序MESA。我们表明，DS的增长是不受天体物理效应的限制：DS到$\sim \! 1000 \, M_\odot$没有表现出动力学不稳定性; DS不受质量损失驱动的超级爱丁顿风。我们测试的假设，以前的工作，每WIMP湮灭注入的能量是恒定的整个恒星;放松这一假设不会改变的DS的属性。此外，我们研究DS脉动，第一次调查非绝热脉动模式，使用线性脉动代码GYRE。我们发现，质量小于$\sim \! 200 \, M_\odot$的DS中的声学模式被激发的$κ-γ$和$γ$机制在层中的氢或氦是（部分）电离。此外，我们表明，潜在的脉动引起的质量损失率是可以忽略不计的吸积率相比。
2021-02-12 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
The AMIDAS Website: An Online Tool for Direct Dark Matter Detection Experiments
在我们长期致力于发展独立于模型的数据分析方法，用于重建晕WIMP的一维速度分布函数，以及通过直接使用暗物质探测实验的数据来确定它们的质量和核子耦合之后，我们将模拟程序结合到一个紧凑的系统中：AMIDAS（一个独立于模型的数据分析系统）。为了方便用户，同时还建立了一个在线系统。AMIDAS能够进行完整的蒙特卡罗模拟，更快的理论估计，以及分析直接检测实验中记录的（真实）数据集，而无需修改源代码。在这篇文章中，我给出了AMIDAS代码的功能的基础上使用其网站的概述。
2009-09-08 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Combined dark matter searches towards dwarf spheroidal galaxies with Fermi-LAT, HAWC, H.E.S.S., MAGIC, and VERITAS
宇宙学和天体物理学的观测表明，宇宙总物质的85%是由暗物质（DM）组成的。然而，它的性质仍然是粒子物理学中最具挑战性和最基本的开放问题之一。假设粒子DM，这种奇异形式的物质不可能由标准模型（SM）粒子组成。已经开发了许多模型来试图解开DM的性质，例如弱相互作用大质量粒子（WIMPs），最受欢迎的粒子候选者。WIMP湮灭和衰变可以产生SM粒子，SM粒子反过来强子化和衰变产生SM次级粒子，如高能$γ$射线。在间接DM搜索的框架内，有希望的目标的观察被用来搜索DM湮灭的签名。其中，矮球状星系（dSphs）由于其预期的高DM含量和可忽略的天体物理背景而受到普遍青睐。在这项工作中，我们提出了第一个20 dSph观测组合，由费米LAT，HAWC，H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS合作，以最大限度地提高DM搜索的灵敏度并改善当前结果。我们使用一个联合的极大似然方法结合每个实验的个别分析，以获得更多的约束上限的WIMP DM自湮没截面作为DM粒子质量的函数。我们提出了新的DM的限制在最宽的质量范围内有史以来报道，从5 GeV到100 TeV的这五个不同的$γ$射线仪器的组合感谢。
2021-08-31 astro-ph.HE hep-ex
Period change of binary pulsars due to the accretion of dark matter particles
当双星系统在星系内部移动时，它们会与暗物质晕相互作用。这种相互作用导致了双星内部暗物质粒子的吸积。暗物质粒子的吸积增加了二元组分的质量，然后增加了系统的总质量。通过这种方式增加的质量可以影响系统的其他物理参数，如系统的轨道周期。在这项工作中，我们估计了一些已知的紧凑双星系统的周期变化，由于其内部的暗物质粒子的吸积。我们的结论是，对于质量在$\simeq 10 \: GeV.c^{-2}$范围内，暗物质密度与太阳周围的暗物质密度一样高的WIMP粒子，由于暗物质粒子的吸积引起的周期变化与由于系统发射引力波引起的周期变化相比是可以忽略的。
2020-10-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Searching for TeV Dark Matter in Irregular dwarf galaxies with HAWC Observatory
我们提出的结果暗物质（DM）的搜索样本的31矮不规则（dIrr）星系的视野内的HAWC天文台。dIrr星系是DM占主导地位的对象，天体物理的伽马射线发射估计是可以忽略不计的次级伽马射线通量预期的湮灭或衰变的弱相互作用大质量粒子（WIMPs）。虽然我们没有看到任何统计上显着的DM信号dIrr星系，我们提出的排斥限制（$95\%~\text{C.L.}$）的湮灭截面和衰变寿命的WIMP候选人之间的$1$和$100~\text{TeV}$的质量。从dIrr星系的排斥限制是相关的和互补的基准矮椭球（dSph）星系。事实上，dIrr星系是运动学上不同于基准dSph的目标，保留了不同演化历史的足迹。我们比较的限制从dIrr星系的超微弱和经典的dSph星系以前观察到的HAWC。我们发现，约束是可比的限制，从经典的dSph星系和$\thicksim2$数量级弱于超微弱的dSph限制。
2023-02-15 astro-ph.HE
VERITAS Dark Matter search in dwarf spheroidal galaxies: an extended analysis
暗物质（DM）被认为是宇宙物质的主要组成部分。天文测量可以用来搜索标准模型（SM）湮灭或DM的衰变产物，补充直接和基于对撞机的搜索。在DM粒子的候选者中，弱相互作用大质量粒子（WIMPs）是一个有吸引力的候选者。它们的衰变或湮灭可以产生包括极高能（VHE：$E>100$ GeV）伽马射线在内的次级粒子，这些射线可以通过成像大气切伦科夫望远镜（IACT）探测到。DM搜索最有利的目标类别之一是矮球状星系（dSphs），暗物质占主导地位的对象，由于明显缺乏气体和正在进行的恒星形成，预测的伽马射线发射可以忽略不计。IACT的点扩散函数（PSF，定义为68\%的包容半径）通常为1 TeV的$0.1^{\circ}$，具有必要的角分辨率来检测来自某些dSph的扩展发射。因此，与点源分析相比，扩展源分析可以提高DM灵敏度。在这项工作中，我们使用了VERITAS自2007年至2013年以来的观测结果，VERITAS是一个对100 GeV - 30 TeV能量范围内的VHE伽马射线敏感的四个成像大气切伦科夫望远镜阵列。我们进行了一个unbinned的极大似然估计，将dSph角分布的四个dSph，并测试其有效性对传统的频谱分析。
2021-08-13 astro-ph.HE
Unveiling the nature of dark matter with high redshift 21 cm line experiments
对中性氢的红移21厘米谱线的观测将为早期宇宙打开一扇新的窗口。通过影响星系际介质（IGM）的热和电离历史，湮灭的暗物质（DM）可以在21厘米的信号中留下可检测的印记。建立在公开可用的21厘米FAST代码，我们计算21厘米的信号为10 GeV的WIMP DM候选人。DM湮灭最显著的作用是比天体物理学的X射线源更早、更均匀地加热IGM。这在大尺度星系的红移演化中留下了几个明确的定性特征。（$k\approx0.1$ Mpc $^{-1}$）21 cm功率振幅：（i）与IGM加热相关的局部最大值（峰值）可能低于其他最大值;（ii）加热峰值可能发生在IGM相对于宇宙微波背景（CMB）发射时;（iii）对应于IGM温度与CMB温度相当的时期，可能存在功率的急剧下降（全局最小值）。这些特征对天体物理学的不确定性是稳健的，并且将很容易被第二代干涉仪检测到。我们还简要地表明，衰变的温暖暗物质加热IGM的作用可以忽略不计。
2014-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE
Trace-anomaly decomposition and universal dark matter scaling in compact stars
University of Coimbra（科英布拉大学）；Instituto Tecnológico de Aeronáutica（航空技术研究所）
本研究在单流体框架下分解致密星总迹反常，发现重暗物质通过质量加载参数λ控制普适标度，其平滑修正可与一阶解禁闭相变区分，并约束暗物质分数Fχ~0.2%与2M⊙中子星观测矛盾。
2026-10-02 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
